SU1314317A1 - Устройство дл регулировани температуры инерционных объектов с распределенными параметрами - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам автоматического регулировани  и может быть использовано дл  программного регулировани  температуры при нагреве двух-трехоболочковых сборочных единиц, внутренн   полость сопр жени  которых находитс  в услови х разрежени  или при нагреве в процессе термодиффузионного сращивани . Целью и:зобретени   вл етс  повышение точности устройства. Изобретение позвол ет повысить точность регулировани  температуры нагреваемого издели  при нагреве в печи путем введени  в известное устройство дл  программного регулировани  температуры инерционных объектов с контуром компенсации дополнительно двух контуров , осуществл ющих в процессе работы слежение за перепадом температуры по толщине и на поверхности издели  , Эти два контура и контур компенсации инерционности, состо щий из датчика 9 перепада температуры, составленного из двух датчиков 10 и 11. соединенных дифференциально, элемента 12 сравнени , задатчика 13 перепада температуры, усилител  14 и разв зывающего диода 15, выполнены идентично . При превьшгении перепада температуры относительно нормы сигнал дополнительного контура вычитаетс  в вычитателе 5 из сигнала канала регулировани  температуры, образованного элементами 1-8. При одновременной работе дополнительных каналов, в том числе и контура компенсации, приоритет получает наиболее быстро- действующий. Выбор контура производит коммутатор 37, алгоритм управлени  которого фиксируетс  перед включением в работу. 1 ил. (Л СО 00

Description

113

Изобретение относитс  к средствам автоматического регулировани  и может быть использовано дл  программного регулировани  температуры при нагреве двух-или трехоболочковык сборочных единиц, внутренн   полость сопр жени  которых находитс  в услови х разрел ени  или при нагреве в процессе термодиффузионного сращивани .

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит контур регулировани  температуры, состо щий из датчика 1 температуры, нагреваемого издели , вькод которого подключен к элементу 2 сравнени , к другому входу которого подключен задатчик 3 температуры нагреваемого издели , к выходу элемента 2 сравнени  подключены последовательно соединенные первьм усилитель 4, вычитатель 5, регул тор 6, исполнительный механизм 7, нагреватель 8, контур компенсации инерционности , состо щий из датчика 9 перепада , температуры между нагреваемым изделием и нагревателем, представл ю- ,щего собой дифференциально соединенные два датчика 10 и 11 температуры, выход Которого подключен ко второму элементу 12 сравнени , ко второму входу которого подключен задатчик 13 перепада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем второго усилител  14, первого разв зывающего диода 15, контур регулировани  перепада температуры на поверхности, состо щий из датчика 16 перепада температуры на поверхности нагреваемого издели , представл ющего собой два дифференциально соединенных датчика 17 и 18 температуры, третьего элемента 19 сравнени , задатчика 20 перепада температуры по поверхности издели , третьего усилител  21 второго разв зывающего диода 22, контур регулировани  перепада температуры по толщине, состо щий из датчика 23 перепада температуры по толщине нагреваемого издели , представл ющего собой два дифференциально соединенных датчика 24 и 25 температуры, четвертого элемента 26 сравнени , задатчика 27 перепада температуры по толщине .нагреваемого издели , четвертого усилител  28, третьего разв зы72

вающего диода 29, п того 30 и шестого 31 усилителей, первого реле 32 с размыкающими контактами 33 и 34, второго реле 35 с размыкающим контактом 36, коммутатор 37.

Данное соединение элементов представлено дл  случа , когда инерционность объекта по поверхности меньше, чем по толщине. При обратной ситуа

ции соответствующие датчики и задат- чики должны быть переключены на входах третьего и четвертого элементов сравнени .

Устройство работает следующим образом .

При росте напр жени , выдаваемого задатчиком 3 температуры, на выходе элемента 2 сравнени  по вл етс  сигнал рассогласовани , который (из-за запаздывани  и инерционности по вле5

0

ни  сигнала на датчике 1), со временем посто нно увеличиваетс . Сигнал рассогласовани  поступает на вход вычитател . Поскольку изделие еще не успело разогретьс , то перепад как на поверхности, так и по толщине меньше , предельно допустимого, поэтому на второй вход вычитател  ничего не поступает. Напр жение, приложенное к нагревателю-8, растет пропорционально сигналу рассогласовани  и крутизне исполните.льного механизма 7 в соответствии с алгоритмом управлени  регул тора 6. Температура в печи.

5 растет. Происходит разогрев печи. В первую очередь вступает в работу контур компенсации инерционности.Результирующий сигнал датчика 9 в таком случае превышает .значение уставки

0 задатчика 13 перепада температуры. Разностный сигнал проходит через диод 15 и поступает на второй вход вычитател  5.

I

5 Сигнал основного контура уменьшаетс . Напр жение, приложенное к нагревателю 8, некоторое врем  не измен етс , а затем его уровень начинает снижатьс . Амплитуда положительной

0 полуволны переходного процесса больше не растет.. Таким образом, за счет компенсации инерционности не происходит зат гивани  переходного процесса, а также не тер етс  эффект интегра5 тора при ПИ-и П 1Д-алгоритмах управлени  .

I

При отключении контура компенсации температура на изделии регулиру313

етс  в соответствии с алгоритмом управлени  регул тора 6,

Если перепад температуры (например , на поверхности издели ) превысит допустимое значение, то на выхо- де элемента 19 сравнени  образуетс  сигнал рассогласовани , который усиливаетс  в усилителе 21 и через диод 22 (если запрета нет, т.е. контакт 33 замкнут), поступает на вход вычитател  5. Этот сигнал вьгчитаетс  из сигнала, образованного на выходе элемента 2 сравнени  и усиленного усилителем 4. Напр жение на входе регул тора 6 уменьшаетс , соответственно снижаетс  и напр жение на нагревателе 8. Это происходит до тех пор, пока соответствующий перепад не установитс  на допустимом уровне, в резуль- ,тате чего повышаетс  точность регули- ровани  температуры, т.е. распреде- ленность температуры на изделии будет соответствовать техническргм услови м на технологический процесс. Аналогичным образом действует устройство при превышении перепада по толщине издели .

Алгоритм коммутатора 37 следующий Приоритет работы того или иного контура определ етс  его быстродействи- ем, т.е. работа более быстродействующего контура (например, контура компенсации инерционности) одновременно способствует снижению перепада температуры как на поверхности, так и по толщине издели  и как бы перекрывает действие медленно действующего контура .

Структура коммутатора 37 может строитьс  и по другому иному признаку с учетом идентификации действи  возмущени  на свойства контура, например , по величине отклонени .

Ф о р.м ула изобретени 

Устройство дл  регулировани  температуры инерционных объектов с рас- пределенными параметрами, содержащее контур регулировани  температуры , состо щий из датчика и задатчи- ка температуры нагреваемого издели , подключенных к входу первого элемен- та сравнени , к выходу которого подключены последовательно соединенные

с O J5 0 5

0 5

0

5

0 5

174

первый усилитель, вычитатель, регул тор , исполнительный механизм и нагреватель , контур компенсации инерционности , состо щий из датчика перепада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем и представл ющий собой дифференциально-соединенные два датчика температуры, подключенные к одному из входов второго элемента сравнени , к второму входу которого подключен выход задатчика перепада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем, а выход второго элемента сравнени  через второй усилитель и первый разв зывающий диод подключен к второму входу вычитател , а также контур регулировани  перепада температуры на поверхности и контур регулировани  перепада температуры по толщине нагреваемого издели , состо щие соответственно из второго и третьего датчиков перепада температуры, каждьй из которых содерлсит по два дифференциально соединенных датчика температуры, ус- тановленньк в характерных точках соответственно поверхности и по толщине нагреваемого издели , вькоды которых подключены к первым входам третьего и четвертого элементов сравнени , к вторым входам которых подключены выходы з-адатчиков перепада температу- туры на поверхности и по толпц1не нагреваемого издели , а выходы третьего и четвертого элементов сравнени  подключены к входам третьего и четвертого усилителей соответственно, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, оно содержит комментатор, включающий в себ  две цепи из последовательно соединенных соответственно п того усилител  и первого реле с размыкающими контактами и шестого усилител  и второго реле с размыкающим контактом , а также входы п того и шестого усилителей подключены к выходам второго и третьего элементов сравнени  соответственно, а выходы третьего И четвертого усилителей через последовательно соединенные второй разв зывающий диод и размыкающга контакт первого реле и через последовательно соединенные третий разв зывающей диод и размыкающие контакты первого и второго реле соответственно соединены с вторым входом вычитател .

Claims (1)

1. Ф о р.м ула изобретения

   Устройство для регулирования температуры инерционных объектов с рас- 5Q пределенными параметрами, содержащее контур регулирования температуры, состоящий из датчика и задатчика температуры нагреваемого изделия, подключенных к входу первого элемен- 55 та сравнения, к выходу которого подключены последовательно соединенные первый усилитель, вычитатель, регулятор, исполнительный механизм и нагреватель, контур компенсации инерционности, состоящий из датчика пере5 пада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем и представляющий собой дифференциально-соединенные два датчика температуры, подключенные к одному из входов второго 10 элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход задатчика перепада температуры между нагреваемым изделием и нагревателем, а выход второго элемента сравнения через второй усилитель и первый развязывающий диод подключен к второму вх:оду вычитателя, а также контур регулирования перепада температуры на поверхности и контур регулирования перепада температуры по толщине нагреваемого изделия, состоящие соответственно из второго и третьего датчиков перепада температуры, каждый из которых содержит по два дифференциально соединенных датчика температуры, установленных в характерных точках соответственно поверхности и по толщине нагреваемого изделия, выходы которых подключены к первым входам третьего и четвертого элементов сравнения, к вторым входам которых подключены выходы задатчиков перепада температутуры на поверхности и по толщине нагреваемого изделия, а выходы третьего и четвертого элементов сравнения подключены к входам третьего и четвертого усилителей соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, 40 оно содержит коммутатор, включающий в себя две цепи из последовательно соединенных соответственно пятого усилителя и первого реле с размыкающими контактами и шестого усилителя и второго реле с размыкающим контактом, а также входы пятого и шестого усилителей подключены к выходам второго и третьего элементов сравнения соответственно, а выходы третьего и четвертого усилителей через последовательно соединенные второй развязывающий диод и размыкающий контакт первого реле и через последовательно соединенные третий развязывающий диод и размыкающие контакты первого и второго реле соответственно соединены с вторым входом вычитателя.